歐洲核子(zǐ)研究中心的 '(de)物(wù)理(lǐ)學家(jiā)使用(yòng)一(©¥≈±yī)個(gè)25厘米長(cháng)的(d±​e)圓柱體(tǐ)，稱為(wèi)ALPH¶¥ΩA-g，來(lái)觀察反物(wù)質由于重力而向下(xià)落下(xià)。
歐洲歐洲核子(zǐ)研究中心周三宣布，科(kē)學家(jiā)們首次觀察到(→λ€dào)反物(wù)質粒子(zǐ) - 我們周圍可(kě)見(jià★✔ n)物(wù)質的(de)神秘雙胞胎 - 由于重力的(de)影(yǐng)響而向下‌↓(xià)墜落。
這(zhè)個(gè)實驗被譽為(wèi)“巨大(dà)的(de)裡(lǐ)程碑¶∏™↓”，盡管大(dà)多(duō)數(shù)物←λ(wù)理(lǐ)學家(jiā)都(dōu)預料到(dào)了(le)這(zhè)個(g觧)結果，而且愛(ài)因斯坦1915年(nián)的(de)相(xiàng)‌♥÷對(duì)論已經預測到(dào)了(le)這(zhè)一(yī)結果。
它明(míng)确排除了(le)引力向上(shàng)排斥反物(wù)質的>€(de)可(kě)能(néng)性——這(zh ₹'è)一(yī)發現(xiàn)會(huì)颠覆我€∑‍們對(duì)宇宙的(de)基本理(lǐ)解。
大(dà)約138億年(nián)前，大(dà)爆炸被認為(wèi)産生(shē¥♠£ng)了(le)等量的(de)物(wù)質——你∞↑(nǐ)所看(kàn)到(dào)的(de)一(yī)切都(dōu)γ←§Ω是(shì)由這(zhè)些(xiē)物(wù)質構成的(>¥de)——和(hé)反物(wù)質，它的(de)對σ'α(duì)應物(wù)相(xiàng)等↕≥但(dàn)相(xiàng)反。
然而，宇宙中幾乎沒有(yǒu)反物(wù)質，這(zhè)引發了(le)物(wù)理Ω♣✘(lǐ)學最大(dà)的(de)謎團之一(yī)：所有(yǒu)的(de)反物(wù)質都(dō≤$>u)發生(shēng)了(le)什(shén)α<↕麽？
“宇宙的(de)一(yī)半消失了(le)，”歐洲 σ核子(zǐ)研究中心在日(rì)內(nèi)瓦的(de)ALPH αA合作(zuò)成員(yuán)傑弗裡(‌↓☆‌lǐ)·漢斯特（Jeffrey Hangst）說(shuō)，該合作(zuò★₹β)組織進行(xíng)了(le)這(zhè)項新​☆↕實驗。
“原則上(shàng)，我們可(kě)以建立一(yī)個(gè)宇宙 ≠¶- 我們所知(zhī)道(dào)的(de)一&§(yī)切 - 隻有(yǒu)反物(wù)質，它将以完全相(xià$σσng)同的(de)方式工(gōng)作(zuò)，”他(§☆<tā)告訴法新社。
物(wù)理(lǐ)學家(jiā)認為(wèi)，物(wù)質和(hé)反物 ×(wù)質在大(dà)爆炸後确實相(xiàng)遇并幾乎完全相(xiàng‌≤)互摧毀。
然而，物(wù)質現(xiàn)在占宇宙的(de)近(jìn)百分(fēn)之五—&‌§ε∞mdash;其餘的(de)更是(shì)鮮為(wèi)人(rén)知(zhī)的(de)暗(✔γàn)物(wù)質和(hé)暗(àn)能(néng)量εφ₩——而反物(wù)質則消失了(le) εγ。
牛頓的(de)蘋果飛(fēi)起來(lái)了(leβ>)？
關于反物(wù)質的(de)一(yī)個(gè∑σ)關鍵懸而未決的(de)問(wèn)題是(shì)，引力是(shì)否導緻它以與正常§≤÷物(wù)質相(xiàng)同的(de)"♠≈♠方式下(xià)落。
雖然大(dà)多(duō)數(shù)物(wù)理(lǐφ•π)學家(jiā)認為(wèi)确實如(rú)ε"γ此，但(dàn)也(yě)有(yǒu)少(shǎo)數δ<(shù)人(rén)推測并非如(rú)此。
阿爾伯特·愛(ài)因斯坦1915年(nián)的(de)相(xiàλ•$☆ng)對(duì)論已經預料到(dào)了(le)這(zhè)一(y→$ī)發現(xiàn)。
一(yī)個(gè)掉落的(de)蘋果啓發了(le)艾薩克&≈‌‍middot;牛頓關于引力的(de)工(gōng)作(zuò)—&mdas♠₩ ≥h;但(dàn)如(rú)果那(nà)個(gè)蘋果是(s">αδhì)由反物(wù)質制(zhì)成的(de)，它會(huì)沖上(shàng)天空(kōnα♦g)嗎(ma)？
如(rú)果引力确實排斥了(le)反物(wù)質，這(zhèβδ)可(kě)能(néng)意味著(zhe)像永動機(jī)這(zhè)樣的(de)不☆• (bù)可(kě)能(néng)性是(shì)可(kě)能(néng)的(de)。
“那(nà)為(wèi)什(shén)麽不(bù)放(fàng)下(xià)一‍ε(yī)些(xiē)，看(kàn)看(kàn)會(huì)發生(s∞π§hēng)什(shén)麽？&rdquo‌÷ ;漢斯特說(shuō)。
他(tā)将這(zhè)個(gè)實驗與伽利略著名的(de)——盡管₹β< 可(kě)能(néng)是(shì)杜撰的(de)&mdas¶•h;—16世紀的(de)證明(míng)進行(xíng)了(l☆∏e)比較，即從(cóng)比薩斜塔掉落的(de)兩個(gè)不(bù)同質量的(de)球會(hu♦↔ì)以相(xiàng)同的(de)速度下(xià)落。
但(dàn)這(zhè)個(gè)實驗 - 歐洲核子(zǐ)研究中心30年(nián)反物(w☆‌±δù)質工(gōng)作(zuò)的(de)結果 - 比伽利略的(de)“更多(d​σπ uō)一(yī)點”，漢斯特說(shuō)。
一(yī)個(gè)問(wèn)題是(shì)，在外(wài)太空(§λ≈kōng)稀有(yǒu)、短(duǎn)暫的(de)粒子(zǐ)之外(wài)，反物(wù&™∏)質幾乎不(bù)存在。
然而，在1996年(nián)，歐洲核子(zǐ)研究中心的(de •λ)科(kē)學家(jiā)制(zhì)造了(le)第一(yī)批反物(<>€wù)質原子(zǐ)—&mdas©‌​€h;反氫原子(zǐ)。
另一(yī)個(gè)挑戰是(shì)，由于物(wù)質和(hé)反物(wù)質具有(yǒ₹€u)相(xiàng)反的(de)電(diàn)荷，當它們相(xiàng'σ±)遇的(de)那(nà)一(yī)刻，它們會(huì)在科(kē)學家(jiā)稱之為(λ★↓¥wèi)湮滅的(de)能(néng)量猛烈閃光(guāng)中相™↔↔÷(xiàng)互摧毀。
磁阱
為(wèi)了(le)研究重力對(duì)反物(wù¶₩‍)質的(de)影(yǐng)響，ALPHA團隊建造了(le)一(yī)個(gè)∏‌25厘米長(cháng)（10英寸）的(de)瓶子(zǐ)，放(fàng)在它的(de)末端， ∑☆ 頂部和(hé)底部都(dōu)有(yǒu)磁鐵(¥>σtiě)。
去(qù)年(nián)年(nián)底，科(kē)學±≈↕家(jiā)們将大(dà)約100個(gè)非常冷(lěn↔σg)的(de)反氫原子(zǐ)放(fàng)入這(zhè)個( ©gè)稱為(wèi)ALPHA-g的(d↔≥e)“磁阱”中。
當他(tā)們降低(dī)兩個(gè)磁鐵(tiě)的(≥✔de)強度時(shí)，反氫粒子(zǐ) - 以每秒(miǎo)100米的(de)速§φ'☆度反彈 - 能(néng)夠從(cóng)瓶子(zǐ)的(de)兩端逃™​逸。
反氫原子(zǐ)在圓柱體(tǐ)中大(dà)部分(f♥λ♦✘ēn)向動的(de)插圖，顯示了(le)重力拉力的(de)影(yǐ©εεng)響。
然後，科(kē)學家(jiā)們簡單地(dì)計(jì)算(suàn☆÷σ←)了(le)瓶子(zǐ)兩端湮滅了(le)多(duō)少(shǎo)反物(wù)質。↔₹↔
大(dà)約80%的(de)反氫從(cóng)底部排出，這(  §≈zhè)與氫原子(zǐ)在瓶子(zǐ)中時(shí)規✔"π≤則彈跳(tiào)的(de)行(xíng)為(wèi)相(xiàng)似。
這(zhè)一(yī)發表在《自(zì)然》雜(zá)志(zhì)上(shàng)的₩π★λ(de)結果表明(míng)，正如(rú)愛(ài)因斯坦1915年(nián)的(de)相(xi§£àng)對(duì)論所預測的(de)那(nà)樣>≈，引力導緻反物(wù)質向下(xià)墜落。
在十幾個(gè)實驗中，歐洲核子(zǐ)研究中心的(de)科(kē)學£φ'₽家(jiā)們改變了(le)磁鐵(tiě)的(de)強度，以不( ≠bù)同的(de)速率觀察了(le)重力對(duì)反物(wù)質的(de&™₩)影(yǐng)響。
雖然實驗排除了(le)引力使反氫向上(shàng)移動的(de)"Ω€λ可(kě)能(néng)性，但(dàn)漢斯特強調，這(zhè)并不(bù)能(né↕÷ ng)證明(míng)反物(wù)質的(de)行(xíng)為(wè ©i)方式與正常物(wù)質完全相(xiàng)同。
“這(zhè)是(shì)我們的(de)下α♣(xià)一(yī)個(gè)任務，”他(tā)說(s¥←huō)。
在歐洲核子(zǐ)研究中心工(gōng)作(zuò)的(de)物(wù)理 ÷©(lǐ)學家(jiā)Marco Ger©←‍±sabeck沒有(yǒu)參與ALPHA研究，他(tā)說(shuō)這(zh← ₩♠è)是(shì)“一(yī)個(gè)↑<₩巨大(dà)的(de)裡(lǐ)程碑”。
但(dàn)他(tā)告訴法新社，這(zhè)标志(zhì)著(zhe)更精确地(dì&α§♥)測量重力對(duì)反物(wù)質影(yǐng)響的(de)&ld ← ¥quo;隻是(shì)一(yī)個(gè)時(shí)代的(d₹ e)開(kāi)始”。
其他(tā)更好(hǎo)地(dì)理(lǐ)解反物(wù)質的(de)嘗試∏'"™包括使用(yòng)歐洲核子(zǐ)研究中心>¥§♥的(de)大(dà)型強子(zǐ)對(duì)&↓↔撞機(jī)來(lái)研究稱為(wèi)美(měi)誇克​♠的(de)奇怪粒子(zǐ)。
國(guó)際空(kōng)間(jiān)站(zhàn)上(shàng)有(yǒu)一₽∏ε​(yī)個(gè)實驗，試圖捕捉宇宙射線中的(de)反物(wù)質。
但(dàn)就(jiù)目前而言，究竟為(wèi®↕₽)什(shén)麽宇宙充斥著(zhe)物(wù)質卻沒有(yǒu)反物(wββ✔→ù)質“仍然是(shì)一(yī)個(gè)謎，&rd™∏‍≈quo;物(wù)理(lǐ)學家(jiā)哈裡(lǐ)克裡(lǐ)夫說(shuγ∞ō)。
他(tā)補充說(shuō)，由于兩者都(dōu)&♦應該在早期宇宙中完全消滅對(duì)方，↓÷£σ“我們存在的(de)事(shì)實表明(míng)有(yǒu)一(yī)些(x§✔₽§iē)我們不(bù)理(lǐ)解的(de)東(dōng)西(xī♣←™)”正在發生(shēng)。
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